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計算機網絡

第1章 計算機網絡引論

1. 計算機網絡的發展歷史及發展趨勢

2. 計算機網絡的定義

3. 連網需求

4. 計算機網絡體系結構

1.1 計算機網絡的產生和發展

歷史的回顧

推動計算機網絡發展的動力

計算機數據網的重大發明

1.1.1 歷史回顧

1945年 第一臺計算機問世(ENIAC)

馮·諾依曼計算機(EDVAC)

1971年 第一臺微型機問世(MCS－4)

1984年 網絡就是計算機

Internet發展的階段

研究試驗階段

實用階段

商業化階段

1.1.2 推動網絡發展的兩大動力

日益增長的社會需求

使遠程資源的使用成為可能

共享程序、數據和信息資源

網絡用戶的通信和合作

推動網絡發展的物質基礎

微電子、光電子技術的發展

計算機技術和通信技術的發展及融合

1.1.3 計算機及數據網的重大發明

異步數據傳輸(RS-232-C)

同步數據傳輸(SDLC, HDLC)

存儲轉發分組交換

互聯網協議(TCP/IP)

多路訪問方法(以太網、標記環網)

光纖分布數據接口(FDDI)

異步傳輸模式(ATM)

1.2 計算機網絡的定義

計算機網絡是地理上分散的多臺自主計算機互連的集合。計算機互連必需遵循約定的通信(網絡)協議，由通信設備、通信鏈路及網絡軟件實現。計算機網絡可實現信息交互、資源共享、協同工作及在線處理等功能。

1.3 計算機網絡連網需求

連接性

有效的資源共享

公共服務的支持

性能

1.3.1 連接性

物理連接

尋址

路由

不同層次的連接

1.3.2 有效的資源共享

多路復用

服務質量的支持

合理的為不同數據流分配鏈路容量

有效的手段處理擁塞

1.3.3 公共服務的支持

提供邏輯信道，支持應用進程間通信

公共通信模式的確定

公共通信模式

請求/響應信道

文件傳輸

數據庫檢索

環球網WWW

報文流信道

視頻播放

視頻會議

1.3.4 計算機網絡的重要特性準則

性能

可靠性

安全性

可靠性

數據包在物理鏈路傳輸過程中的位差錯

數據包的丟失

結點和鏈路層的故障

可靠性度量

發生故障的頻度

恢復故障所需時間

對實發性故障的網絡健壯性

1.3.5 網絡的性能

帶寬與延時

延時帶寬乘積

高速網絡的帶寬要求

應用程序對性能的要求

性能之一—帶寬

單位時間內網絡上可以傳輸數據位的數目稱帶寬

帶寬確定了傳輸每位數據需要花的時間

帶寬的類別

物理鏈路帶寬

邏輯信道帶寬

網絡帶寬

性能之二—延時

報文從網絡的一端傳輸到另一端所需花費的時間稱延時

網絡往返時間RTT

延時的組成

光速造成的延時

傳輸數據的時間

網絡內排隊的時間

延時＝傳播＋傳輸＋排隊

傳播＝距離/光速

傳輸＝數據包大小/帶寬

帶寬和延時

帶寬和延時共同決定了某個給定鏈路或信道的性能特性

帶寬和延時的相對重要性依賴于應用程序

傳輸1字節報文

100msRTT洲際信道

1msRTT室內信道

1Mbps 帶寬 8ms

100Mbps 帶寬 0.08ms

讀取25MB圖像

10Mbps帶寬需20秒

1msRTT信道 0.001秒

100msRTT信道 0.1秒

1.4 計算機網絡分類方法

按地域范圍

可分為局域網、城域網和廣域網三類。

按拓撲結構

可分為總線、星狀、環狀、網狀網等。

按交換方式

可分為電路交換網、分組交換網、幀中繼交換網、信元交換網等。

按網絡協議

可分為采用TCP/IP、SNA、SPX/IPX、AppleTALK等協議的網絡。

按應用規模

可分為Intranet、Extranet、Internet。

網狀拓撲

星型拓撲

樹型拓撲

總線型拓撲

環型拓撲

局域網

局域網是將小區域內的各種通信設備互連在一起的通信網絡，傳輸速率低于100Mbps的稱傳統局域網，傳輸速率高于100Mbps的稱高速局域網。

決定局域網特性主要技術

傳輸介質

拓撲結構

介質訪問控制

城域網

城域網是在5-100公里的地理覆蓋范圍內,以高的傳輸速率支持數據、聲音和圖像綜合業務傳輸的一種通信網絡。

城域網

廣域網

廣域網是在數十公里到數千公里的地理覆蓋范圍內，可以連接若干個城市、地區、甚至跨越國家，遍及全球的一種通信網絡，也稱遠程網。

電路交換

X

總結

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